EV2000在煤矿通风机节能控制中的应用
变频器与节电控制器在矿井通风机上的节能分析
变频器与节电控制器在矿井通风机上的节能分析摘要地下矿山生产的一个主要用电设备就是矿井通风机，其节能运行在矿山节电应用中起到了很重要的作用。
本文通过对电机节电器和变频器的原理分析、节能效果分析、节能分析，总结出变频器、电机节电器等方式节能的优缺点。
关键词变频器；节电器；矿井通风机；节能分析在矿山生产过程中，矿井通风机一般靠同步电机或异步电机拖动进行匀速运转，因此容量一般比较大。
下面以异步电机举例。
矿井通风机在设计选型时，通常依据最大开采量时所需的风量，但是一般都会留有很大的余地，因此矿井投产后一段时间，矿井通风机都运行在低负载状态。
传统模式下是靠调节挡板开度、风门来调节风量。
在生产过程中，控制精度有很大约束，不可避免的带来大量的能源浪费和设备损耗，致使设备使用寿命缩短，生产成本增加，设备开销高居不下。
调速控制节能技术非常能够满足节能的要求。
为了节能和提高产品质量，变频器驱动代替了风门、挡板、阀门的控制。
当前比较流行的电机节电技术是在满足工业生产自动化发展的形式研制而成的，依据电机节电器的成功研发和使用，开创了智能电机的新时代，使节能产品更科学更实用。
下面简单介绍设计原理和节能效果。
1 设计原理1.1 电机节电器的设计原理电机节电器是把功率因数补偿、变频调速和动态调压组合而成的一种高科技节能技术，基本原理是在变频调速系统前增加功率因数补偿、动态调压等环节。
经过内置的特殊节电控制程序，采用微处理器数字控制技术，根据当前负载动态地调整运行状态过程中电机的功率，即电机转速基本无变化情况下，精确匹配电机输出转矩与实际负载，从而减少电能浪费。
1.2 变频调速技术的基本原理电机转速与工作电源输入频率的关系：n= 60f（1 - s）/ p，（式中f、n、p、s、分别表示输入频率、转速、电机磁极对数、电机转差率）；改变电压和电机频率来改变电机转速。
利用变频器内置P ID调节软件，得到满足系统要求的压力，其原理是直接调节电动机的转速保持恒定的风压。
变频节能技术在煤矿通风机中的应用
变频节能技术在煤矿通风机中的应用通风机在运行中主要是通过电动机推动运转，根据煤矿生产区域最大风量选用相应的通风机，在应用中会导致通风机处于低负荷运行状态。
由于通风机运行功率较大，耗电量较大，会导致通风系统运行紊乱，对生产过程的稳定作业具有负面作用。
近些年随着电子控制技术的全面发展，可以合理应用交流变频调速技术，通过此项技术应用，能实现通风机电动机无级调速，对风量传递实现有效控制，实现矿井生产节支降耗的发展目标。
标签：变频节能技术;煤矿通风机;应用引言：矿用通风机作为煤矿安全生产所需的基础性设备，其不仅可以为矿井人员提供充足的空气，而且还能净化井下的空气环境，确保提高整个煤矿生产的安全性。
但是，矿井通风机在使用的过程中，具备运行功率大以及运行效率等缺点，这样就影响了整个煤矿生产的效率。
因此，我们就可将变频节能技术有效的应用在煤矿通风机中，降低煤矿企业的生产成本，实现能源的有效节约，以此就能提高煤矿企业的经济效益。
1.煤矿通风机应用变频技术的运行方案1.1无旁路系统的设计在单电动机通风机设计中，主要以變频器、电源柜、通风机等设备为基础进行建立，其中，电源柜为其应用实践提供充足电源。
变频器运行停止之后会断开电源，并通过变频器输出柜对通风机电动机进行调速，完成对功率的调控，促使变频器运行调控灵活性与拖动成效能满足应用要求。
系统主电源通过电源柜变频器完成多项供电处理操作，通风机电动效果为M1与M2，应用优势更加突出，如图1所示。
通过对通风机系统完整的运行过程进行深入分析，得出通风系统主要由两台通风机和一台电动机构成。
在变频运动阶段，需对旁路开关进行断开处理操作，保证电源能通过电源柜，建立完整的变频器供电结构[1]。
相关技术人员对输出通风机各项参数进行判定，需深入分析工频旁路运行成效。
当变频器运行处于中断状态，需综合分析输出柜运行现状。
在系统中添加旁路结构，在运行体系综合维护过程中，要确保风机运行安全性能有效提升。
变频节能技术在煤矿通风机中的应用
变频节能技术在煤矿通风机中的应用随着工业技术的不断发展和进步，随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，能源资源的消耗和环境污染问题越来越引起人们的关注，因此能源节约和环境保护已成为全球关注的重要议题。
在大气污染和人工地质灾害方面，煤炭行业是目前我国面临的主要问题之一。
其中，煤矿通风机在煤矿生产中具有重要的地位。
煤矿通风系统的应用已成为煤矿生产的关键因素之一。
煤矿通风系统的目的是在矿井中提供高质量的空气环境，以支持工人的安全和生命的健康。
为此，煤矿通风系统的工作稳定可靠，能够实现良好的节能和环保效益，对于保持煤炭行业的长远健康发展具有非常重要的意义。
因此，探讨煤矿通风机的变频节能技术在煤矿通风系统中的应用和优势，建立合理的变频调节系统，已成为煤矿通风系统的一个重大问题。
一、煤矿通风机的组成和工作原理煤矿通风机通常由电机、风轮、机壳和机架组成。
其中电机直接驱动风轮旋转，煤矿通风机将空气吸入机壳内，然后将它排出矿井。
由于煤矿通风机在矿井内的工作环境非常困难，因此煤矿通风机必须使用强度高、噪声小、耐腐蚀、高效率、低能耗、稳定可靠的性能特点，以确保正常、持续、高效的工作环境和良好的通风效果。
二、变频调速技术的工作原理和优势随着电力电子技术的发展，变频调速技术已成为一种重要的节能技术。
在变频调速技术的应用中，电机的电压和频率可以进行调节，从而控制电机的转速和输出功率。
变频调速技术在煤矿通风机的应用中优势明显，具有以下几个方面的优点：1、高效节能：传统的煤矿通风机在工作过程中采用固定转速工作方式，无法根据通风系统的需求进行精确调控。
而采用变频调速技术后，煤矿通风机可以适应不同工况下的需求，通过控制电机的运行状态和输送能量的大小，实现高效、长期、稳定的节能效果。
2、稳定可靠：煤矿通风机工作环境十分复杂，需要具有高度的稳定性和可靠性。
变频调速技术能够适应不同环境要求下的工作压力和流量要求，从而确保高效、稳定和可靠的工作效果。
变频节能技术在煤矿通风机中的应用
变频节能技术在煤矿通风机中的应用
摘要：目前，矿用通风机的节能减排降耗问题已经成为了研究的热点之一。如何完成变频技术的改进及应用，如何设计通风机的变频节能系统，对于矿井事业的发展具有着重要的现实意义。
关键词：主通风机；变频调速；节能
前言：目前，在我国煤矿运行中，通风机数量众多，但具有较低的运行效率。根据一些数据统计可知，数万台通风机在全国煤矿运行中使用，其功率在几千瓦与几百千瓦范围内，且最大功率的有数千千瓦。然而，在通风机的实际使用中，一般而言，其运行效率为50%左右，少数效率为70%左右。同时，在全矿总能耗中，主通风机耗电占比重很大。在我国经济增长的环境下，各行业生产的用电需求增加，用电矛盾逐渐突出。因此，对于煤矿行业而言，需要采取有效措施，利用有效技术节能降耗，节约煤矿经济效益，促进经济、环境的可持续发展。
1.2.2随着当前节能减排的提出，企业在选择电动机时，应积极相应国家的号召，尽量选择高效低功耗的电动机，这样不仅能够有ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的降低电动机铁芯和绕组铜的损耗，同时降低生产成本，增加了企业的经济效益。
1.2.3取消中间的变压环节，在选择电动机时，应优先考虑和供电电压相同等级的电压，同时采用直供式变频器，这样不仅减少了因中间变压环节造成的电能损失，同时，减小了电网污染。除此之外，变频器应能够抑制高次的谐波，对电磁具有较强的兼容性，同时在不影响其他电子设备的基础上，能够保证较高的功率因数。
三、变频技术在通风机应用中的优势
3.1能够提高机器的调速效率。变频技术的主要特点在于可以灵活改变设备的频率，当频率发生变化之后，通风机仍能够在该频率的同步转速附近运行。能够保持基本的额定转差率，但是不增加转差损失。变频调速时的损失，也只是在变频装备中产生变流损失和高次谐波影响，才使得通风机的损耗有所增加，相应的效率也就下降。因此，变频技术是一种高效的调速方式。
矿山风机节能技术的应用与分析
矿山风机节能技术的应用与分析作者：丁辉贾民吕亮来源：《山东工业技术》2015年第15期摘要：本文首先介绍目前矿山风机在运行中存在的主要问题，分析了解风机的能耗状况，重点阐述了变频调速节能在风机节能使用中的原理，并通过和现有风机节能措施的比较，体现变频调速节能比其现有风机技术的优势，目的是为企业进行节能改造时选择合理的改造方案提供依据。
关键词：风机节能技术；变频调速节能；分析应用1 选题的意义风机是应用面最广、应用量最大的通用性机械，也是煤矿生产中主要耗能设备。
煤矿通风设备电耗占生产电耗的比例非常高，最高的甚至可达40%以上，对电能和资金的浪费非常大，加大了企业生产的成本，造成了资源的浪费。
而且能源是国家非常重要的物资，能源的大量浪费已成为制约我国发展的因素之一，因此对风机进行节能改造，减少企业的成本，提高企业的经济效益，避免资源的浪费是很有必要的。
2 风机应用中存在的问题根据大量调查资料的数据表明，我国目前使用的风机的效率比较低下。
在风机选择上，通常把系统的风压裕度及最大风量作为选型的标准，但风机的系列、型号有限的，在选取不到合适的型号时就往上靠，使裕度大于需要的20～30%。
而且我国各类机械与风机配套的电机占电机装机量的一大半，但大多数风机在使用过程中都存在大马拉小车的现象，而且许多地方仍通过人为增加阻力（通过调节档板或出口风门的开度）的方式来控制风机的风压和流量的，因此风机产生的风压除了克服管道的阻力，还被风门和挡板额外增加的阻力所消耗，增大了管路系统的损失。
这种落后的调节方式，造成了大量宝贵能源的浪费，而且这种方式调节精度差，不利于风机的节能运行，很难满足现代工业生产等方面的要求。
3 风机中采取的主要节能措施无论什么风机都要求在选型、配套方面力求合理。
使风机的额定风量和工作压力尽量符合生产工艺要求，这样风机的使用率就经常保持在高效区。
如果选型不适合，余量太大，将会造成运行效率低下，浪费能源。
煤矿主通风机节能技术应用综述
煤矿主通风机节能技术应用综述煤矿主通风机是煤矿通风系统中最大功率设备之一，其能耗占到总能耗的40%以上。
因此，煤矿主通风机节能技术的应用对降低煤矿运行成本和保护环境具有重要意义。
下面是关于煤矿主通风机节能技术的应用综述：1.VF控制技术。
VF控制技术是通过调整电机转速来实现风量调节的一种技术。
该技术可以提高风机的效率和稳定性，降低调速运行过程中的电能损失。
同时，VF控制技术还具有低噪声、低振动、高精度控制等特点。
2.变频节流阀技术。
变频节流阀技术是通过在主通风系统中安装变频器和节流阀，实现风量调节和节约能源的一种节能技术。
通过在节流阀上安装传感器和执行机构，可以实现风量精准控制和调节。
该技术的优点是可以在保证风量的前提下降低设备的功率和能耗，同时还可以减少设备负荷，延长设备寿命。
3.高效节能风轮。
高效节能风轮是一种新型高效节能的主通风机叶轮，使用该叶轮可以降低设备的阻力和风阻损失，并提高通风系统的效率和稳定性。
该技术的优点是可以在保证通风效果的前提下，降低设备能耗，减少操作成本。
4.高性能电机。
高性能电机是一种新型高效节能的电机，通常采用永磁同步电机、感应电机等技术，具有高效、低能耗、高转矩等特点。
通过将高性能电机应用于主通风机上，可以降低设备能耗和运行成本，同时提高通风系统的效率和稳定性。
综上所述，煤矿主通风机节能技术的应用包括VF控制技术、变频节流阀技术、高效节能风轮、高性能电机等多种技术手段，这些技术手段可以在保证通风效果的前提下，降低设备能耗，减少操作成本，从而实现节能减排的目标。
矿井主通风机变频调速节能技术的运用
矿井主通风机变频调速节能技术的运用摘要：针对主通风机存在严重的功率浪费的现象，在分析变频节能技术原理的基础上，提出了矿井主通风机上变频调速节能技术。
该技术在主通风机上的应用，可节省电量25%，预计可延长风机工作寿命约30%，提升了主通风机的工作效率，降低其耗电量与经济成本。
关键词：矿井;主通风机;变频节能技术;应用引言主通风机是煤矿采矿业中不可或缺的部分，同时也是煤矿采矿作业中的耗电大户。
我国的煤矿采矿作业中，主通风机占据了整个采矿作业中将近1/3的耗电量，而由此带来的经济成本则占据了采矿总成本的1/4。
但主通风机大多数情况下其工作功率与实际负载并不相符，存在严重的功率浪费现象，而研究变频节能技术在主通风机上的应用，可以提升主通风机的工作效率，降低其耗电量与经济成本[1]。
1变频节能技术的原理1.1变频调速技术为确保矿井下空气质量，一般的煤矿矿井中会配备两台主通风机，其中一台用于日常工作，另一台则在第一台无法工作时临时发挥作用。
为确保矿井下空气得到有效流通，主通风机的工作功率一般为最大功率，但矿井实际的空气质量往往会随时间发生变化，当矿井下空气质量较好时，主通风机仍然满功率工作会导致功率的浪费。
而主通风机的特殊结构使得其难以通过常规的调速装置实时调整风机转速，调整所需的成本与技术要求都很高。
而变频节能技术可以使主通风机在无需停机的前提下实时调整风机工作功率，根据矿井下方空气质量对风机功率进行动态调整，这种调整方式精确度更高，可在保证矿井下方空气质量的前提下节省风机用电量。
1.2主通风机的能耗主通风机中，对电能的消耗主要来自电动机，电动机将电能转化为机械能，而机械能中的大部分转化为风扇旋转的风压能，一部分转化为摩擦热能，少部分在电动机工作中耗散掉。
其中：ηd代表电动机转换热能的效果，即电动机的工作效率；ηt代表电动机耗散热能的效果，即传动效率；ηm代表电动机转换风压能的效果，即全压效率。
由于风机的出风量Q与出口风压H也会对主通风机的耗电量产生影响，因此降低主通风机耗电量的思路为降低Q与H，提升ηd、ηt与ηm[2]。
变频节能技术在矿用通风机中的应用
变频节能技术在矿用通风机中的应用随着现代矿业产业的发展，矿用通风机成为保证采矿安全、增加产出的重要设备。
然而，现有的矿用通风机设备在使用过程中能源消耗大，运行效率低的问题仍然存在。
因此，变频节能技术成为了优化和提高矿用通风机运行效率和降低能源消耗的重要手段之一。
变频技术是将交流电先变为直流电，再经过逆变成为需要的交流电，可使电动机的转速随着负载的变化而发生调整，从而调整通风机风量。
与传统方式不同的是，变频器可根据实现的控制要求灵活地调整电机转速，降低旋转速度、减少进风口高度，来降低通风机的能耗和增加它的运行效率。
首先，变频节能技术可以提高设备的运行效率。
在矿井中，矿用通风机的运行是需要不间断持续进行，因此，运行效率对于矿业生产的效益至关重要。
通过采用变频节能技术，通风机能够动态调整运行速度，适应不同的通风要求。
例如，在较短时间内自动完成大量的风量调节和恒流控制，不仅可满足矿井生产需求，而且能够提高机器的生产效率和可靠性。
其次，变频节能技术可降低通风机能源消耗，降低生产成本。
由于传统通风机工作时，其电机要以固定的功率进行运行，因此，能源消耗难以避免。
然而，变频节能技术的引入则使机器能够在保证风量要求的条件下，调整运行速度和跨距，降低能耗和电力成本。
实际应用中，通过采用变频调速器在运行过程中对空气体积和风速进行智能调控，使电机的负载率始终保持在较低水平，从而引起能源消耗降低，降低生产成本。
第三，变频节能技术可提高设备的可靠性和维护成本。
矿山环境的特殊，通风机设备需要长时间的不间断工作，会导致设备损耗严重。
传统的通风机需要定期维护，这不仅增加了劳动力成本，同时也会增加运行成本。
变频节能技术的应用可以提高设备的调节精度和实时监控，从而极大地降低维护成本，增加了设备的可靠性和安全性。
在总体上，使用变频技术能够实现矿用通风机的智能控制，提高设备运行效率和降低能耗，从而促进了矿业的可持续发展。
随着科学技术的进步和工业的发展，变频节能技术将成为矿用通风机行业的重要趋势，成为矿井通风系统节能降耗、环保节能的关键技术之一。
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艾默生变频器及PLC在恒液位控制中的应用
内蒙古森鼎环保节能股份有限公司张彬董海英
摘要：文章介绍了艾默生公司变频器EV2000系列在煤矿通风机节能控制中的应用。
关键词：变频器压力变送器PID恒压控制
Adoption of EV2000 on energy-saving control in ventilator of mine
Sonding Environmental protection & Energy Saving Co.,Ltd., Inner Mongolia ZhangBin DongHaiYing
Abstract: EV2000 inverter PID control ventilator
前言：煤矿通风机是煤矿安全生产的最重要设备。
由于其重要性，在系统设计中往往其冗余量较大。
为满足正常生产，需要调节风机出口挡板（风门），以达到合适的通风量，这样将会有相当大的能源浪费。
采用变频调速进行转速调节，将风门全部打开，将会节约大量的能源（30%以上）。
由于其重要性和安全性，我们特别选用了艾默生EV2000系列变频器作为核心控制器件，配合PLC连锁控制，并通过一备一用的设计达到最大安全裕量。
1、变频恒压力供风的系统组成
通风机电机容量：132KW。
变频器选用EV2000-4T1320P，选用压力传感器。
2、变频恒液位控制参数及工作原理：2.1 EV2000 通用技术规格：
2.2为实现璇流井内恒液位控制，我们采用给定电位计作为液位给定，反馈采用超声波液位仪（变送输出4-20MA）。
通过变频器内部的PID调节器做压力闭环调节。
变频器参数设置如下：
FP.01=0 参数写保护选择，全部参数允许改写
F0.00=3 给定为VCI模拟给定
F0.03=1 端子运行
F0.04=0 转向为正向
F0.08=1 负载为风机类
F0.10=15 加速时间
F0.11=15 减速时间
F0.14=1 V/F曲线设定（2次幂，泵类负载特性）
F5.00=1 闭环运行有效
F5.01=1 给定为VCI
F5.02=1 反馈为CCI（注意要做调线改动）,超声波输出
F5.09=20 最小给定量对应反馈（4mA ,相对于20mA为20%）
F5.12=0.10 比例增益
F5.13=0.05 积分时间 FH.00=4 四极电机 FH.01=110 功率110KW 变频器内部PID 控制框图：
闭环给定
环 出
馈量
2.3超声波参数设置 a 、测量模式选择：距离测量
20mA
4mA
100%
b 、测量范围：0-185cm
c 、响应速度选择：慢速
d 、安全物位：保持
超声波工作电压220VAC ，输出信号为4-20MA
为可靠检测液位，使用超声波变送器必须使其响应速度较慢。
这是因为过快的响应速度，会造成外界干扰信号的扰动，使液位信号变化太快，影响了正常的设备运行。
降低速度，可以使信号综合平均后输出实际稳定电流信号。
3、实际运行效果
经过现场一段时间的运行，变频恒液位运行效果非常好。
当用电位计设定一个液位高度后，变频器以恒液位控制方式运行。
当液位设定为70cm ，实际检测
璇流井内的液位基本在60-80cm之间恒定。
当液位低于70cm，变频器频率降低，直到最后停止在最低运行频率（20HZ）。
这是因为如果变频器运行频率过低，水泵的扬程不够，电机功率白白损耗掉，不利于节能运行。
设置最低运行频率，能够使水泵扬程达到要求（璇流井内循环水不会造成在最低的运行功率下导致液位过低而水泵抽真空）。
变频器的频率一般在生产的时候达到35-45HZ左右，这样的节能率是非常高的（40%左右），而且恒液位控制大大的降低了操作人员的劳动强度。
当由于某种原因造成液位过高时，通过EC20 PLC和数传电台还可以为上级泵站提供信号，实现泵站水系统的连锁控制，保证了正常的生产供水要求，同时也大大地节约了电能（35%以上），为包钢节能降耗工程作了一个典范工程。
附原理图如下:
参考文献
①EV2000系列通用变频器艾默生网络能源有限公司
②新型PID控制及其应用机械工业出版社陶永华
③EC20使用手册艾默生网络能源有限公司
④通用变频器及其应用机械工业出版社韩安荣
⑤百特工控现场仪表选型手册福州福光百特自动化设备有限公司。